CN1455524A - 用于多发射多接收（mimo）天线阵列系统的空间并行交织方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统进行天线间并行交织的方法。该方法在发送端，对时空编码处理后的对应于n根天线的n个待发射的信息码元流还进行天线间空间并行交织，以扰乱该n个信息码元流与n根天线间空间的一一并行对应排列关系，变成n个数据与n根天线的全排列中的任意一种排列关系后的信息码元流送n个射频天线发送；在接收端，则在时空解码之前增加相应的空间并行解交织模块。本发明可以更有效地对抗无线移动信道中的突发错误影响，从而可以提高无线通信系统的性能。

Description

用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法

所属技术领域

本发明涉及在多发射多接收(MIMO，multiple input multiple output)天线阵列系统中天线间采用并行交织提高系统性能的技术。属于无线通信系统中MIMO应用的技术。

背景技术

现代无线通信系统的发展趋势是提供高带宽、高速率、高可靠性的无线移动通信链路。MIMO天线阵列是近年来发展起来的能够大幅提高无线移动通信系统性能的一种新技术。它通过在发射端和接收端采用多天线阵列以及采用正交设计的码字，能有效的对抗无线移动通信信道中由多径衰落、突发干扰等带来的信道影响。欧洲专利[EP1158716](“多输入多输出天线阵列的正交扩频系统”，贝尔实验室，2001年11月28日)陈述了MIMO系统在正交扩频通信系统中的应用能够极大的改善通信系统的性能；

随着英特网业务和多媒体数据业务的快速发展，对下一代无线移动传输系统提供高速高可靠性服务的要求也大为提高。MIMO技术在发送端和接收端均采用多天线阵列的无线传输。MIMO技术在空域(天线)和时域分别提供分集，在提高无线信道的可靠性的同时能显著的提高系统容量。

无线移动通信信道不同于白高斯信道的是除了高斯白噪声还存在大量其它的有害的干扰信号。这些有害的信号包括大幅度的信号衰落(由路径损失和屏蔽效应引起)、小幅度的信号衰落(由破坏性的信号延时积累和重叠引起)、信道间的码间干扰(由多径效应引起)和多用户干扰。对这几种干扰的最好的补偿方式是采用多种不同的分集技术。分集技术可以是时间分集(信道编码和交织)，也可以是频率分集(扩频)和空间分集(接收天线分集)。

相比于空间分集技术在第二代全球无线通信系统中的广泛应用，传输分集技术还是一个相对较新的并且很具有吸引力的领域。传输分集技术使得设计者可以把分集的负担和开销从功率体积受限的移动台转移到基站上去。但是，采用传输分集的主要问题是在发送端无法精确的获得实时的信道状态信息。因此，就必须要采用能在大多数信道环境下能保证良好性能的信道编码。

时空编码(STC，Space-Time Code)算法就是一种把信道编码设计和多天线传输技术结合起来的新算法。编码后的数据被划分为n个信息码元流后同时从n个天线上发送出去。接收到的信号为这n个信号外加高斯白噪声以及信道引入衰落、突发干扰，以及码间干扰的线性重叠。在接收端联合使用时空解码算法和信道估计技术，由此可以同时获得分集增益和编码增益。欧洲专利[EP1117197](“用于多输入多输出天线阵列的无线通信系统的时空处理过程”，美国朗讯公司，2001年7月18日)陈述了在MIMO系统中采用时空编码的方法在不改变系统性能的同时可以简化系统的复杂性；

现在已经有多种MIMO分集技术在被广泛的研究和应用，主要有● BLAST-贝尔实验室的分层时空编码结构(Bell Labs Layered Space TimeWireless architecture)，由佛西尼(Foschini)等人提出，即G.J.佛西尼and M.J.甘斯，“在无线通信的衰落环境下使用多天线阵列的限制”，《个人无线通信》杂志，1998年5月，311页到335页(G.J.Foschini and M.J.Gans，“On limitsof wireless communications in a fading environment when using multipleantennas，”Wireless Personal Communications，pp.311-335，Mar.1998)。● 时空格码(STTC，Space-Time Trellis code)，由塔若克(Tarokh)等人提出，即V.塔若克，A.R.卡德班克，“高速无线通信中的时空编码：性能评价准则和码构造”，美国电子与电器工程师协会，《信息理论杂志》，1998年5月，第44卷，744页到765页(V.Tarokh，N.Seshadri and A.R.Calderbank.“Space-time codes for high data rates wireless communications：

performance criterion and code construction，”IEEE Trans.Inform.

Theory，Vol.44，pp.744-765，Mar.1998.)● 时空组合编码(STBC，Space-Time Block code)，由阿拉莫提(Alamouti)提出，即S.M.阿拉莫提，“无线通信中一种简单的传输分集技术“，美国电子电气工程师协会《通信领域论文选编》，1998年10月，第16卷，1451页到1458页(S.M.Alamouti，“Asimple transmit diversity technique for wirelesscommunications，”IEEE J.Select.Areas Commun.，vol.16，pp 1451-1458，   October 1998.，S.M.Alamouti，)

朗讯科技的佛西尼和甘斯(Gans)已经对比研究了MIMO信道容量和单发单收的仙农信道容量。其结果表明随着发射天线的数目增多并且当接收天线的数目大于或者等于发射天线的情况下，系统容量是随着天线的数目至少呈线性增加的趋势。这个研究直接推动了BLAST测试系统(在发送端和接收端均采用8天线阵列)的出现，在这个测试系统上实际验证了在室内环境内MIMO所带来的巨大的系统容量。在实际的演示过程中，这套BLAST系统在密集散射的室内环境和窄带传输信道(30kHz)下得到了接近1Mbps的数据传输率！由此获得了空前的频谱效率。信道的“密集散射”效应是给BLAST系统带来巨大增益的关键因素。因为信号在这里实际上是经过各自不相干的多路到达接收端。同样的思想也被应用于码分多址(CDMA，Code Division Multiply Access)系统的瑞克(RAKE)接收机中。在BLAST系统中，接受端运用多用户检测技术分离出来自于各个不同发射天线的信号，由此减弱连续的相同路径的影响。在BLAST系统中，不需要求发送天线阵列为正交。

STTC是由贝尔实验室的塔若克等人提出，时空格码是一种将信道编码设计和符号映射相结合应用于天线传输阵列的算法。时空格码是通过众所周知的最大接收比合并技术来获得其分集增益的。除了分集带来的增益，经过精心设计的格码也会得到很高的编码增益。

STTC在空域(天线阵列)和时域(连续的时间码片)两个方向发生关联。编码器编出由n_T个不同的生成多项式决定的同时发送的信号符号。接收端根据信道估计的衰落参数和最大接收比合并(MRRC，Maximal-Ratio Receive Combining)译码器，计算出最小的欧几里德距离和来恢复出最为相似的发送序列。

在STTC和多维的格码调制(MTCM，Multiply Trellis Coding Modulation)设计中既存在相似点也存在许多不同点。在STTC中，多路符号(M个符号对应一个单独的格码分支)是通过空域(天线阵列)传送而不是在时域(MTCM)上传送。这样，STTC的频率效率为相应的MTCM(假定采用同一种调制方式)的频率效率的n_T倍。并且，STTC中的多路符号由于在物理上的天线分离而不具有互相关性(或者互相关性很小)，这也就是MTCM交织所要求产生的无记忆信道。根据提出的MTCM理论及相关改性研究，发现有许多技术可以应用于STTC。例如卡德班克-马周(Calderbank-Mazo)算法和STTC的各种传输误码率上界。

已有的研究发现，STTC的分集增益随天线数目的增长成比例的增长。并且，当系统为2发单收时的误码率上界与E_b/N_o成平方反比的关系。也就是说，在这种情况下带来的分集增益为2。

为了降低STTC呈指数增长的译码复杂性，阿拉莫提提出了一种简化的分集传输算法，这个算法接下来又被塔若克等人扩展到任意天线阵列数目的情况，这一类的MIMO方式又被称为STBC。STBC的增益同样也来自于MRRC。STBC通过把输入信息符号分组映射到时域和空域上。生成一系列的正交序列从不同的天线上发送出去。接收端由信道估计部分、合并过程(时域上和空域上)和最大似然比合并(基于信息符号)组成。欧洲专利[EP1137216](“应用时空编码的天线分集技术的方法和系统”，日本三菱电子株式会社，2001年9月26日)陈述了将阿拉莫提的时空分组编码和天线分组技术应用于实际系统的方法。欧洲专利[EP1087562](“使用时空正交扩频天线分集技术的发射算法”，美国朗讯公司，2001年3月28日)陈述了采用时空分组编码正交扩频分集发射的方法；而欧洲专利[EP1085677](“使用时空正交扩频天线分集技术的接收算法”，美国朗讯公司，2001年3月21日)描述了如何接收时空正交扩频天线分集发射的信号并进行合并处理的算法。

以上技术的分集增益取得不外是通过时间分集(交织或者扰乱)、空间分集(天线阵列)或者两种分集方式的简单叠加(同时采用)。时间分集会带来系统的时间迟滞性，因此不可能无限的增加时间上的分集；空间分集中各信息码元流与发射天线的对应关系是固定的，在某一根或几根天线受到干扰时系统难于恢复原信息码元流，并且空间分集需要增加新的天线及路径数目，增加设备的复杂性，其分集增益也是有限的。要想进一步提高分集增益，必须采用新的分集方式。一些仿真研究也表明在瑞利(Rayleigh)衰落信道上的实际性能离理论上界还有2-3dB的差距。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的进一步提高现有MIMO通信系统抗干扰性能，进一步增加分集增益，更有效的对抗无线移动信道中的突发错误影响，增强通信可靠性的空间并行交织方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法，该方法在发送端由信道编码、信道交织、基带调制映射、扩频加扰、时空编码、和n个射频天线发射单元发射等步骤组成；在接收端由射频接收、时空解码、解扰解扩、解调制映射、解信道交织、纠错译码等步骤组成，其特点为：在发送端，对时空编码处理后的对应于n根天线的n个待发射的信息码元流还进行天线间空间并行交织，以扰乱该n个信息码元流与n根天线间空间的一一并行对应排列关系，变成n个数据与n根天线的全排列中的任意一种排列关系后的信息码元流送n个射频天线发送；

本发明的有益效果是：在现有空间分集(多天线)与时间分集(交织)的基础上，再增加一级分集(并行交织)。该种新的并行交织是在天线之间(以空间即天线为坐标轴)进行。它不会带来时间上的迟滞性，同时它扰乱了原信息码元流与天线的固定对应关系，可以将单一路径的影响平均分散到所有路径上，以使对信息码元的影响降低，从而降低系统的平均误码率。设MIMO系统有n根发射天线，r根接收天线，那么在整个通信系统中存在n×r条路径，如果其中一条路径上的衰落或者干扰严重，在采用天线间并行交织过后，其对该条路径上的信息码元的错误概率将被平均分散到这n×r条路径上，也就是对信息码元的错误概率降低到原来的1/(n×r)。并且此种交织还不需要增加新的天线及路径数目，设备的复杂性增加很小。

因此本发明方法能在设备复杂性很小的情况下，进一步提高现有MIMO通信系统抗干扰性能，进一步增加分集增益，更有效的对抗无线移动信道中的突发错误影响，增强通信可靠性。

上述用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法，在接收端，若发送端的时空编码采用的方式，使在发送时刻t，信息码元不仅与t时刻的当前信道状态有关，而且还和t之前或者t之后的发送时刻的信道状态有关，则在接收端射频接收后需要进行解并行交织步骤，根据发送端的并行交织规律恢复出信息码元和信道状态的原对应关系。

反之，如果经过在发送端所采用的时空编码后，在发送时刻t，信息码元只与t时刻的当前信道状态发生关联，而与其它时刻的信道状态无关，则不需要进行解并行交织过程；

上述的天线空间并行交织所采用的交织器，有分组交织器、产生均匀分布的伪随机交织器，S-型伪随机交织器等等。这几种交织器均是现有的技术成熟、性能较好的交织器。使本发明的方法实现容易，性能可靠稳定。

上述的天线空间并行交织深度的确定，小于或者等于发射天线数。

当交织深度和发射天线数相等的时候，此时该并行交织具有最大并行交织深度n，具有最佳的扰乱性能；如果并行交织深度小于天线数，此时的并行交织也可看作是一种块交织，也就是把天线进行分组，然后在这些天线组间进行并行交织，其实现要比最大并行交织深度的实现更为简单，但是性能不如具有最大并行交织深度的情况。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明的实施例1流程图。

图2本发明的具体实施例2的流程图。

图3本发明具体实施例3的流程图。

具体实施方式实施例1：通用MIMO系统并行交织方法

图1示出，本发明的一种具体实施方式为：一种用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法，该方法在发送端由信道编码、信道交织、基带调制映射、扩频加扰、时空编码、和n个射频天线发射单元(天线1，天线2，天线3，……，天线n-1，天线n)发射等步骤组成；在接收端由射频接收(天线1，天线2，天线3，……，天线r-1，天线r)、解并行交织、时空解码与多径合并、解扰解扩、解调制映射、解信道交织、纠错译码等步骤组成。在发送端，对时空编码处理后的对应于n根天线的n个待发射的信息码元流还进行天线间空间并行交织，以扰乱该n个信息码元流与n根天线间空间的一一并行对应排列关系，变成n个数据与n根天线的全排列中的任意一种排列关系后的信息码元流送n个射频天线发送；

本实施例可以应用于各种MIMO系统中。本实施例更具体的情况和流程为：在发送端，设信源产生的比特流序列为(b₁，b₂，b₃，b₄，…)。经过符号映射调制和扩频加扰后的信息码元流(x₁，x₂，x₃，x₄，…)，在时空编码模块中，信息码元流(x₁，x₂，x₃，x₄，…)将被编码并输出为n个待发射的并行信息码元流(s₁₁s₁₂s₁₃s₁₄…s_1t，s₂₁s₂₂s₂₃s₂₄…s_2t，s₃₁s₃₂s₃₃s₃₄…s_3t，……，s_n1s_n2s_n3s_n4…s_nt)，其中下标n为应该从第n个天线发射出去的信息码元，t表示第t个时刻的发送信息码元，例如，s₂₄表示应该在第4个发送时刻从第2根天线发送出去的信息码元。因此，在时刻1，在不采用本发明方法的情况下，发射天线与发射信息码元的发射关系为(s₁₁，s₂₁，s₃₁，……，s_n1)，在时刻2，在不采用本发明方法的情况下，发射天线与发射信息码元的发射关系为(s₁₂，s₂₂，s₃₂，……，s_n2)，……，以次类推，在时刻t，在不采用本发明方法的情况下，发射天线与发射信息码元的发射关系为(s_1t，s_2t，s_3t，……，s_nt)。由上所述，不采用本发明方法的MIMO系统，在每个时刻，发射的信息码元与发射天线之间具有一一对应的关系。再经过本发明方法上述的并行交织扰乱过后，这种发送信息码元和发射天线之间的一一对应关系被打乱，在时刻t，经过并行交织扰乱后的发射序列可能不是(s_1t，s_2t，s_3t，……，s_nt)，而是关于(s_1t，s_2t，s_3t，……，s_nt)的全排列中的任意一种排列。例如，在时刻1从第3根天线发射出去的信息数据不是s₃₁，而可能是s_5t。在每个发送时刻1，2，3，…，t，都进行如本发明方法所述的并行交织扰乱。这样，原本应该经过同一路径到达接收天线的信息码元流被扰乱经过不同的路径到达，对该信息码元流来说，其实也是一种分集发送与接收的步骤。

在接收端，如果经过在发送端所采用的时空编码方式，在发送时刻t，信息码元只与t时刻的当前信道状态发生关联，而与其它时刻的信道状态无关，则不需要进行解并行交织过程；如时空扩频分集与接收(STS，Space-Time spread)，其MRRC方程为(2根发送天线1根接天线情况)： ${\hat{x}}_1=r{\mathrm{Wh}}_1^{*}+{\left(r\stackrel{\‾}{W}{h}_2^{*}\right)}^{*}---\left(1\right)$ ${\hat{x}}_2=r{\mathrm{Wh}}_2^{*}-{\left(r{\stackrel{\‾}{W}h}_1^{*}\right)}^{*}---\left(2\right)$ 其中h_i表示信道增益，从等式(1)和(2)可以看出，接收信号r只和当前的h_i关联，和前一时刻或者后一时刻的h_i无关，这时接收下来的信号不用进行解并行交织过程；

反之，如果在经过发送端所采用的时空编码后，在发送时刻t，信息码元不仅与t时刻的当前信道状态有关，而且还和t之前或者t之后的发送时刻的信道状态有关，则在接收后需要进行解并行交织过程，根据发送端的并行交织规律恢复出信息码元和信道状态的原对应关系。如阿拉莫提的时空分集传输(STTD，Space-Time Transmit Diversity)方案，其MRRC合并译码方程为： ${\hat{x}}_1=h_1^{*}{r}_1+h_2{r}_2^{*}---\left(3\right)$ ${\hat{x}}_2=h_2^{*}{r}_1+h_1{r}_2^{-*}---\left(4\right)$ 从等式(3)(4)可以看出，r₁不仅与当前的信道状态有关，还和下一时刻发送的r₂的信道状态相关。同样的，r₂也和上一时刻发送的r₁的信道状态相关，因此在接收端需要解并行交织步骤。对于这种情况的解交织步骤，可以这样进行。观察式(3)(4)可以得知，2天线的STTD的发射信息分组是以2为单元的，也就是每2个信息码元为一组进行发射编码与接收译码。这样，每组的第1组发射信息码元x₁x₂在t时刻发送，第2组发送信息码元-x^* ₂，x^* ₁则在t+1时刻发送。其中第1个接收信息码元r₁的MRRC合并译码要既要依赖于t时刻的信道状态也要依赖于t+1时刻的信道状态；同样的，第2个接收信息码元r₂的MRRC合并译码既需要当前的t+1时刻的信道状态，也需要前一时刻t的信道状态。所以在接收端2个一组的进行MRRC译码的时候，每个接收时刻t，第一个接收符号r₁正常接收，而t+1时刻的第2个接收符号r₂，根据交织的规律将信道估计增益h₁和h₂按发送端t+1时刻的并行交织扰乱进行同样的并行交织扰乱，即恢复出原对应关系。

本实施例的天线空间并行交织进行扰乱采用的并行交织器，为均匀分布的伪随机交织器或s型伪随机交织器或分组交织器。

分组交织器：分组交织器是通过把数据写入按一定数据长度分组的矩阵里，写入的顺序和读出的顺序相反，写入的数据是按列依次写入的，而读出的数据则是按行依次读出，通过这样的方式来交织扰乱数据。例如在8发射天线的情况下，可以构造一个2×4的矩阵，8路数据s_1～8送来后先依次逐行填入到矩阵中，再逐列的读出后送对应的天线发送。这种交织器的特点是首尾的数据位置不变，实现简单，适合于并行交织深度比较大的情况，性能不如采用伪随机交织器的好。

S型伪随机交织器：是目前公认的性能比较好的伪随机交织器，每一个随机产生的置换位置p(i)都和它前面的s个值：p(i-1)，p(i-2)，…p(i-s)进行比较。如果距离|p(i)-p(i-j)|＜s，j＝1，2，…，s，则p(i)被拒绝，必须重新产生。该类交织器随机程度比较大，能够提供比较好的性能，但实现起来比较复杂一些。

产生均匀分布的伪随机交织器：是最常用的一种交织器。通过把输入数据通过均匀分布的伪随机置换输出来扰乱数据顺序。在交织深度不大的情况下和S型随机交织器的性能接近，但是实现更为简单。

本实施例的天线空间并行交织深度所述的小于或等于发射天线数n。对于该并行交织深度的确定，其深度受制于发射天线的数目，只能小于或者等于发射天线数。当交织深度和发射天线数相等的时候，此时该并行交织具有最大并行交织深度n，具有最佳的扰乱性能；如果并行交织深度小于天线数，此时的并行交织也可看作是一种块交织，也就是把天线进行分组，然后在这些天线组间进行并行交织，其实现要比最大并行交织深度的实现更为简单，但是性能不如具有最大并行交织深度的情况。实施例2：2发射天线1接收天线MIMO系统并行交织方法

本实施例的基本步骤和方法与实施例1基本相同，不同的是本例适用的是MIMO中的一种——将扩频加扰与时空编码两步骤在一个时空扩频分集摸块内完成的时空扩频分集发射与接收天线间的并行交织加扰。本实施例采用的是两发射天线一接收天线，接收端因为只有一根天线而没有画出。在发送端基带调制映射后的预处理后信息符号经过时空扩频分集(STS)模块内的分配器等进行时空扩频分集处理，然后采用由s型伪随机并行交织器进行天线空间交织处理，输出伪随机控制信号以决定每根天线的发射信号。显然，s型伪随机并行交织扰乱控制器的两个输出是互排斥的。也就是当控制天线1开关与第一条支路闭合时，控制天线2的开关与第二条支路闭合，反之亦然。

在图2中，W、 W分别表示两个正交的沃什(Walsh)扩频序列，设在某个时刻t，从发射天线1到接收天线的信道增益为h₁(t)；从发射天线2到接收天线的信道增益为h₂(t)，可以由下面的两个方程表示： $h_1\left(t\right)=h_1={\mathrm{\α}}_1{e}^{j{\mathrm{\θ}}_1}---\left(5\right)$ $h_2\left(t\right)=h_2={\mathrm{\α}}_2{e}^{\mathrm{j\θ}2}---\left(6\right)$ 其中|h_i|表示从第i个发射天线到接收天线的信道增益；θ_i表示从第i个发射天线到接收天线的信道相位偏移。同时设经过调制后送过来的信息码元数据为x₁x₂，实际从两个天线上发送出去的信号为s₁s₂ $s_1=x_{1}W-x_2^{*}\stackrel{\‾}{W}---\left(7\right)$ $S_2=x_{2}W+x_1^{*}\stackrel{\‾}{W}---\left(8\right)$ 那么，接收信号可以表述为：

           r＝h₁s₁+h₂s₂+n₁                           (9)

在发送端所采用的STS编码方式，在发送时刻t，信息码元只与t时刻的当前信道状态发生关联，而与其它时刻的信道状态无关，不需要进行解并行交织过程，所以在添加了天线的并行交织加扰后，其各编码、译码方程不变，只是在利用导频信号做信道估计的时候需要同物理信道数据一起并行交织加扰，以使获得的信道估计因子与实际的路径对应。本实施例的交织深度为2。实施例3：8发射天线1接收天线MIMO系统并行交织方法

图3显示本实施例是一个并行交织深度为8的8发射天线1接收天线的STS系统。其过程与步骤实施例2基本相同，不同的是：本例的天线间并行交织深度为8，发射天线为8，交织器采用均匀分布的伪随机交织器。8发射天线进行交织深度为8的具体处理过程为：

发送端经基带调制映射后的预处理后信息符号，由时空扩频分集模块内的分配器产生X₁X₂……X₈信息码元数据，再由时空扩频编码器处理后送天线的数据一共有8路S₁S₂……S₈(即si，i＝1-8)对应于天线1、天线2……天线8的8根发射天线所组成的发射阵列，每一路信号和每一根天线都有一个开关控制，哪根天线上的开关闭合，则表示数据从这根天线发射出去，在每一个发射时刻t，每个数据si只能对应于一根发射天线。也就是说，每个发送时刻t，每根天线上只能有一个开关闭合。开关的闭合与否由随机控制器产生的控制信号c_i控制决定，c_i的取值范围为[1，8]之间的整数，它的值直接决定第i根天线发送第几路数据，例如，c₂＝7表示第2根天线与第7路送出数据线上的开关闭合，则第2根天线的发送数据应该是s₇。每个发送时刻t产生的8个随机控制信号c_i的取值范围为[1，8]却各不相同。这个随机信号可以这样产生，先随机产生在[1，8]上的随机整数c₁，然后c_i＝(c₁+i-1)MOD8，其中MOD表示取模，由此来产生8个随机却各不相同的控制信号，保证在每个发送时刻t，每根天线上都有数据发出，且每次发送的顺序是通过并行交织扰乱的。

如同实施例2，本实施例在接收端不用进行解并行交织处理。

本发明公开了一种用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法，该方法主要要解决的问题是如何进一步的提高MIMO系统的系统性能。实际的MIMO无线通信系统发送端，通过时间分集、频率分集或者是空间分集来分散衰落信道对信息符号的影响。本方法所陈述的并行交织方法，从交织上来看，应该属于时间分集，然而从交织的对象上来看，又是空间的。本发明不改变原有的基带信号处理模块，而只是在射频发射之前进行并行交织处理。就可以增加一级分集效应，分散单一路径的衰落对固定路径信息码元的影响，从而得到更大的分集增益。本发明所陈述的在接收端的处理，根据1)如果经过在发送端所采用的时空编码后，在发送时刻t，信息符号只与t时刻的当前信道状态发生关联，而与其它时刻的信道状态无关，则不需要进行解并行交织过程；2)反之，如果在经过发送端所采用的时空编码后，在发送时刻t，信息符号不仅与t时刻的当前信道状态有关，而且还和t之前或者t之后的发送时刻的信道状态有关，则在接收后需要进行解并行交织过程，根据发送端的并行交织规律恢复出信息符号和信道状态的原对应关系。即可进行原基带信号处理流程，恢复出原发送数据。

仿真实验表明，本发明能进一步改善无线通信系统的系统性能，更加有效的对抗各种衰落环境和突发干扰。同时本发明所带来的额外系统开销不大，基本不影响原有的系统结构，适用于各种带MIMO的无线通信系统。

Claims (4)

1、一种用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法，该方法在发送端由信道编码、信道交织、基带调制映射、扩频加扰、时空编码、和n个射频天线发射单元发射等步骤组成；在接收端由射频接收、时空解码、解扰解扩、解调制映射、解信道交织、纠错译码等步骤组成，其特征在于：在发送端，对时空编码处理后的对应于n根天线的n个待发射的信息码元流还进行天线间空间并行交织，以扰乱该n个信息码元流与n根天线间空间的一一并行对应排列关系，变成n个数据与n根天线的全排列中的任意一种排列关系后的信息码元流送n个射频天线发送。

2、如权利要求1所述的一种用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法，其特征在于：若发送端的时空编码采用的方式，使在发送时刻t，信息码元不仅与t时刻的当前信道状态有关，而且还和t之前或者t之后的发送时刻的信道状态有关，则在接收端射频接收后需要进行解并行交织步骤，根据发送端的并行交织规律恢复出信息码元和信道状态的原对应关系。

3、如权利要求1所述的一种用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法，其特征在于：所述的天线空间并行交织进行扰乱采用的并行交织器，为均匀分布的伪随机交织器或s型伪随机交织器或分组交织器。

4、如权利要求1所述的一种用于多发射多接收(MIMO)天线阵列系统的空间并行交织方法，其特征在于：所述的并行交织的深度小于或等于发射天线教n。

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